Impact of phosphate solubilizing bacteria on wheat (Triticum aestivum ) in the presence of pesticides / Impacto das bactérias solubilizantes de fosfato no trigo (Triticum aestivum ) na presença de pesticidas

Abstract Three phosphate solubilizing bacteria were isolated and identified by 16S rRNA sequencing as Pseudomonas putida, Pseudomonas sp and Pseudomonas fulva . The strains were subjected to plant biochemical testing and all the PGPR attributes were checked in the presence of pesticides (chlorpyrifos and pyriproxyfen). The phosphate solubilizing index of strain Ros2 was highest in NBRIP medium i.e 2.23 mm. All the strains showed acidic pH (ranges from 2.5-5) on both medium i.e PVK and NBRIP. Strain Ros2 was highly positive for ammonia production as well as siderophore production while strain Rad2 was positive for HCN production. The results obtained by the strains Rad1, Rad2 and Ros2 for auxin production were 33.1, 30.67 and 15.38 µg ml-1, respectively. Strain Rad1 showed 16% increase in percentage germination in comparison to control in the presence of pesticide stress. Most promising results for chlorophyll content estimation were obtained in the presence of carotenoids upto 6 mgg-1 without stress by both strains Rad1 and Rad2. Study suggests that especially strain Ros2 can enhance plant growth parameters in the pesticide stress.

Resumo Três bactérias solubilizantes de fosfato foram isoladas e identificadas por seqüenciamento de rRNA 16S como Pseudomonas putida, Pseudomonas sp e Pseudomonas fulva. As estirpes foram submetidas a testes bioquímicos de plantas e todos os atributos PGPR foram verificados na presença de pesticidas (clorpirifos e piriproxifeno). O índice de solubilização de fosfato da estirpe Ros2 foi mais elevado no meio NBRIP, isto é, 2,23 mm. Todas as estirpes apresentaram um pH ácido (varia de 2,5-5) em ambos os meios, isto é PVK e NBRIP. A estirpe Ros2 foi altamente positiva para a produção de amoníaco, bem como a produção de sideróforos enquanto a estirpe Rad2 foi positiva para a produção de HCN. Os resultados obtidos pelas estirpes Rad1, Rad2 e Ros2 para a produção de auxina foram 33,1, 30,67 e 15,38 μg ml-1 , respectivamente. A deformação Rad1 mostrou aumento de 16% na germinação percentual em comparação com o controlo na presença de stress de pesticida. Os resultados mais promissores para a estimativa do teor de clorofila foram obtidos na presença de carotenóides até 6 mgg-1 sem estresse por ambas as cepas Rad1 e Rad2. Estudo sugere que especialmente a estirpe Ros2 pode melhorar parâmetros de crescimento de plantas no estresse de pesticidas.

Characterization of plant growth-promoting bacteria inhabiting Vriesea gigantea Gaud. and Tillandsia aeranthos (Loiseleur) L.B. Smith (Bromeliaceae) / Caracterização de bactérias promotoras de crescimento vegetal em Vriesea gigantea Gaud. e Tillandsia aeranthos (Loiseleur) L.B. Smith (Bromeliaceae)

Microorganisms that live inside and around a plant can supply it with essential substances, such as phytohormones and essential nutrients. The present investigation aimed to isolate and characterize the phyllosphere, the endophytic, and the water tank bacteria associated with Vriesea gigantea and Tillandsia aeranthos. The bacteria were tested for siderophore and indole-3-acetic acid (IAA) production, phosphate solubilization, and presence of the nif H gene. Genetic diversity of the bacterial isolates was evaluated by rep-PCR. Sixty-eight bacterial strains were isolated from 3 different microhabitats of V. gigantea and from 2 microhabitats of T. aeranthos bromeliad plants. Gram-positive, spore-forming bacilli comprised most bacterial isolates. All isolates produced IAA in vitro in presence of very low amounts of tryptophan. More than 70% of the evaluated bacteria presented the ability of siderophore production and phosphate solubilization, and possessed the nif H gene. It was not possible to distinguish well-defined groups of isolates based on the bromeliad species and microhabitat they inhabit using genetic characterization by rep-PCR. Water tanks presented the most abundant diversity compared with phyllosphere and endophytes, probably due to the high nutrient concentration, which promotes an ideal environment for complex microbial communities.

Microrganismos que habitam o interior e a superfície podem fornecer substancias essenciais ao crescimento das plantas, como fitormônios e nutrientes essenciais. O presente trabalho teve como objetivo isolar e caracterizar as bactérias da filosfera, do ambiente endofítico e a água de tanque associadas à Vriesea gigantea e Tillandsia aeranthos. As bactérias foram submetidas a testes de verificação de produção de sideróforos e de ácido indol acético (AIA), solubilização de fosfatos, e a presença do gene nif H. A diversidade genética dos isolados bacterianos foi analisada por rep-PCR. Sessenta e oito microrganismos foram isolados de 3 microambientes distintos de V. gigantea e de 2 microambientes de T. aeranthos. A maioria das bactérias isoladas foram bacilos formadores de esporos, gram-positivos. Todos os isolados produziram AIA in vitro na presença de quantidades pequenas de triptofano. Mais de 70% das bactérias analisadas produziram sideróforos, solubilizaram fosfatos e possuíam o gene nif H. Não foi possível distinguir grupos definidos de microrganismos baseados no microhabitat e na espécie de bromélia de onde foram isolados usando rep-PCR. A água do tanque apresentou maior diversidade microbiana quando comparada com a filosfera e o ambiente endofítico, provavelmente devido à alta concentração de nutrientes, que promove um ambiente favorável para o desenvolvimento de comunidades microbianas complexas.

The ferric aerobactin receptor IutA, a protein isolated on agarose column, is not essential for uropathogenic Escherichia coli infection / O receptor de aerobactina IutA, uma proteína isolada em coluna de agarose, não é essencial para a infecção por Escherichia coli uropatogênica / El receptor de aerobactina IutA, una proteína aislada en columna de agarosa, no es esencial para la infección por Escherichia coli uropatógena

Although many proteins have been described involved in Escherichia coli colonization and infection, only few reports have shown lectins as important components in these processes. Because the mechanisms underlying E. coli colonization process involving lectins are not fully understood, we sought to identify the presence of other non-described lectins in E. coli. Here, we isolated a 75-kDa protein from E. coli on Sepharose column and identified it as ferric aerobactin receptor (IutA). Since IutA is controversially associated with virulence of some E. coli strains, mainly in uropathogenic E. coli (UPEC), we evaluated the presence of iutA gene in UPEC isolated from patients with urinary infection. This gene was present in only 38% of the isolates, suggesting a weak association with virulence. Because there is a redundancy in the siderophore-mediated uptake systems, we suggest that IutA can be advantageous but not essential for UPEC.

Apenas alguns relatos na literatura demonstram que lectinas são importantes nos processos de colonização e infecção por Escherichia coli. A falta de compreensão clara dos mecanismos envolvendo lectinas, no processo de colonização por E. coli, motivou a realização deste estudo para se identificar a presença de outras lectinas não descritas em E. coli. Neste trabalho, isolou-se uma proteína de 75kDa de E. coli em coluna de Sepharose, correspondente ao receptor de aerobactina férrica (IutA). A associação de IutA com virulência de cepas de E. coli é controversa, principalmente em E. coli uropatogênica (UPEC), o que levou a se avaliar a presença do gene iutA em UPECs isoladas de pacientes com infecção urinária. O gene estava presente em 38% dos isolados, sugerindo fraca associação com virulência. Devido à existência de redundância nos sistemas de captura de ferro, sugere-se, aqui, que IutA possa ser vantajosa, mas não essencial para UPEC.

La falta de una clara comprensión de los mecanismos de participación de las lectinas en el proceso de colonización por Escherichia coli, nos motivó a identificar la presencia de otras lectinas que no han sido descritas en E. coli. En este estudio, se aisló una proteína de 75kDa de E. coli en una columna de Sepharosa, correspondiente al receptor de aerobactina (IutA). La asociación de IutA con cepas virulentas de E coli es controvertido, especialmente en E. coli uropatógena (UPEC), lo que nos llevó a evaluar la presencia del gen iutA en UPECs aisladas de pacientes con infección urinaria. El gen estaba presente en 38% de los aislamientos, lo que sugiere una débil asociación con la virulencia. Debido a la existencia de redundancia en los sistemas de captura de hierro, se sugiere que IutA puede ser una ventaja, sin embargo no es esencial para la UPEC.

Genetic diversity of siderophore-producing bacteria of tobacco rhizosphere / Diversidade genética de bactérias de rizosfera de tabaco produtoras de sideróforos

The genetic diversity of siderophore-producing bacteria of tobacco rhizosphere was studied by amplifiedribosomal DNA restriction analysis (ARDRA), 16S rRNA sequence homology and phylogenetics analysis methods. Studies demonstrated that 85% of the total 354 isolates produced siderophores in iron limited liquid medium. A total of 28 ARDRA patterns were identified among the 299 siderophore-producing bacterial isolates.The 28 ARDRA patterns represented bacteria of 14 different genera belonging to six bacterial divisions, namely β-, γ-, α-Proteobacteria, Sphingobacteria, Bacilli, and Actinobacteria. Especially, γ- Proteobacteria consisting of Pseudomonas, Enterobacter, Serratia, Pantoea, Erwinia and Stenotrophomonas genus encountered 18 different ARDRA groups. Results also showed a greater siderophore-producing bacterial diversity than previous researches. For example, Sphingobacterium (isolates G-2-21-1 and G-2-27-2), Pseudomonas poae (isolate G-2-1-1), Enterobacter endosymbiont (isolates G-2-10-2 and N-5-10), Delftia acidovorans (isolate G-1-15), and Achromobacter xylosoxidans (isolates N-46-11HH and N-5-20) were reported to be able to produce siderophores under low-iron conditions for the first time. Gram-negative isolates were more frequently encountered, with more than 95% total frequency. For Gram-positive bacteria, the Bacillus and Rhodococcus were the only two genera, with 1.7% total frequency. Furthermore, the Pseudomonas and Enterobacter were dominant in this environment, with 44.5% and 24.7% total frequency, respectively. It was also found that 75 percent of the isolates that had the high percentages of siderophore units (% between 40 and 60) belonged to Pseudomonas. Pseudomonas sp. G-229-21 screened out in this study may have potential to apply to low-iron soil to prevent plant soil-borne fungal pathogen diseases.

A diversidade genética de bactérias de rizosfera de tabaco produtoras de sideróforos foi estudada por meio da técnica de análise de restrição do DNA ribossomal amplificado (ARDRA), homologia de seqüência de 16s rRNA e métodos de análise filogenética. Observou-se que 85% do total de 354 isolados produziram sideróforos em meio liquido com restrição de ferro.Entre os 299 isolados produtores de sideróforos identificou-se 28 padrões ARDRA, que representaram 14 gêneros bacterianos diferentes, pertencentes a seis divisões bacterianas: β-, γ-, α-Proteobacteria, Sphingobacteria, Bacilli e Actinobacteria. γ- Proteobacteria, consistindo de Pseudomonas, Enterobacter, Serratia, Pantoea, Erwinia e Stenotrophomonas, pertenceram a 18 grupos ARDRA. Os resultados também mostraram uma diversidade maior de bactérias produtoras de sideróforos doque a relatada em outros estudos. Por exemplo, Sphingobacterium (isolados G-2-21-1 e G-2-27-2), Pseudomonaspoae (isolado G-2-1-1), Enterobacter endosymbiont (isolados G-2-10-2 e N-5-10), Delftia acidovorans (isolado G-1-15) e Achromobacter xylosoxidans (isolados N-46-1HH e N-5-20), capazes de produzir sideróforos em condições de baixa disponibilidade de ferro, foram relatados pela primeira vez. Isolados Gram negativos foram encontrados com maior freqüência, correspondendo a mais de 95% da freqüência total. Entre as bactérias Gram positivas, foram encontrados apenas os gêneros Bacillus e Rhodococcus, com 1,7% da freqüência total. Além disso, neste ambiente houve predominância de Pseudomonas e Enterobacter, com 44,5% e 24,7% da freqüência total, respectivamente. Verificou-se também que 75% dos isolados com alta porcentagem de unidades de sideróforos (% entre 40 e 60) pertenceram a Pseudomonas. Pseudomonas sp. G- 229-21, selecionado neste estudo, apresenta potencial de aplicação em solos com baixo teor de ferro para prevenção dedoenças fúngicas em plantas.